簡介
大洋環流(oceancirculation)是存在於大洋中的海水環流。它主要受大氣環流風帶、海洋中熱輻射和海水鹽度等影響,其中又以大氣環流的影響最為重要;因而,世界洋、海流的分布與世界風帶的分布有著密切的關係。在信風區有一股自東向西的赤道海流,而北赤道海流和南赤道海流之間則有一支自西向東的赤道逆流。在盛行西風帶中,有一支基本上自西向東流動的西風漂流,它在南半球彼此溝通而成一連續的西風環流。除了在北印度洋受季風影響而形成季風海流外,在北太平洋、南太平洋、北大西洋、南大西洋和南印度洋,大約在緯度40度以下都有一個以大洋高氣壓為中心的循環系統(北半球的是順時外環流,南半球的是反時針環流)。在北半球高緯地區的大洋中有一小型的逆時針環流,而在南半球則為與西風漂流方向相反的環繞南極的南極繞極流。此外,還有海水的垂直運動和大洋深層環流。主要環流
大洋中的海水從來都不是靜止不動的。它像陸地上的河流那樣,長年累月沿著比較固定的路線流動著,這就是"海流"。不過,河流兩岸是陸地,而海流兩岸仍是海水。在一般情況下,用肉眼是很難看出來的。世界上最大的海流,有幾百公里寬、上千公里長、數百米深。大洋中的海流規模非常大。海流並不都是朝著一個方向流動的。在北太平洋,表層有一個順時針環流外;在南太平洋也有一個方向相反的環流。它們由南赤道流、東澳大利亞流、西風漂流和秘魯海流組成的反時針方向的環流。在大西洋的南部和北部也各有一個環流,模樣大體與太平洋相仿。北大西洋環流由北赤道流、墨西哥灣流、北大西洋流和加那利海流組成;南大西洋環流由南赤道流、巴西海流、西風漂流和本格拉海流組成。印度洋有點特殊,只在赤道以南有個環流,位於印度洋中部赤道以北,洋域太小,又受陸地影響,形不成長年穩定的環流。由於季節不同,印度洋北部的海流方向,隨著季風改變,夏季是自東向西流,並在孟加拉灣和阿拉伯海形成兩個順時針的小環流;冬季則相反,海流由西向東流。北冰洋由於位置特殊,又受大西洋海流的支配,也只形成一個順時針的環流。
形成原因
大洋環流的形成,原因是多方面的。風、大洋的位置、海陸分布形態、地球自轉產生的偏向力(稱為科氏力)等都施加了影響,可以說是許多因素綜合作用的結果。風不僅能掀起浪,還能吹送海水成流。常年穩定的風力作用,可以形成一支長盛不衰的海流。經久不停的赤道流,就是被信風帶吹刮的偏東風而形成的。穩定的西風漂流,則要歸功於強有力的西風帶。所以,有人把海洋表層流,稱為"風海流"。但是,大洋環流形成的"環",卻不能把功勞都記在風的賬簿上,大陸的分布和地轉偏向力的作用,都占著重要的位置。當赤道流一路西行,到了大洋西邊緣時,被大陸擋住了去路,擺在面前的只有兩條出路,一是原路返回東岸,二是轉彎。但是,因為"後續部隊"浩浩蕩蕩,源源不斷地跟進來,全部返回是不可能的,只好分出一小股潛入下層返回,成為赤道潛流;其餘大部分只得拐彎另闢他途,繼續前進。注哪裡轉彎呢?這時,地轉偏向力幫助了它。在北半球,海流受到地轉偏向力的作用,便向右轉,在南半球則使它向左轉。加上大陸的阻擋,水到渠成,海流便大規模地向極地方向拐彎了。在海流向極地方向進軍途中,地轉力一刻也不放鬆,拉偏的勁頭越來越足,到緯度40度左右時,強大的西風帶與地轉偏向力形成合力,使海流成為向東的西風漂流。同樣的道理,西風漂流到大洋東岸附近,必然取道流向赤道,從而完成了一個大循環。
海水溫度和鹽度的差異也是形成環流的重要原因,由溫鹽變化引起的環流被稱為“熱鹽環流”。高緯度地區冰冷、含鹽量高的海水從深海流向低緯度的海洋,低緯度的高溫洋流則由南往北流,形成全球熱量的“交換機”。形成於北大西洋的冷水團在深層以西邊界流的形式向南流去,之後圍繞著南極繞極急流,部分和形成於威德爾海的南極底層水混合,流向太平洋和印度洋,在那裡上翻穿過溫躍層到達上層海洋。它和大氣中的哈德萊環流,費雷爾環流和極地環流等一起,構成了對維持全球氣候系統的能量平衡至關重要的經向環流體系。但由於全球氣候變暖,20世紀以來歐亞地區降水增加,積雪、冰川不斷融化,造成北大西洋的深水鹽分被沖淡,從高緯度地區下沉的力量便減少了。
氣候影響
赤道附近的溫暖海水通過環流流向南北極海域,極地寒冷的海水通過環流流向赤道海域,構成了世界大洋的環流。大洋環流是維持地球熱量平衡的重要因素。對陸地氣候影響最大的海流是黑潮和墨西哥灣流。
黑潮的高溫高鹽水來自太平洋赤道海域,從菲律賓以東海域開始轉向,緊貼中國台灣省東部進入東海,沿沖繩海溝流向東北,經日本列島沿海直達北太平洋。黑潮像一條海洋中的大河,寬100-200公里,深400-500米,流速每小時3-4公里,流量相當全世界河流總流量的20倍。墨西哥灣流溫暖的海水來自大西洋赤道海域。灣流從加勒比海墨西哥灣開始轉向,因此,又稱墨西哥灣流。它斜穿大西洋流向北冰洋。給西北歐帶來溫暖的大西洋暖流。
黑潮的海水溫度和鹽度明顯地高於兩旁的海水,從衛星照片上看,顏色也比兩旁海水深。橫穿黑潮航行的人,細心觀察,也能感覺到這種與眾不同的黑潮運動。海洋學界都承認黑潮是中國人最早發現的。中國明、清兩朝,沖繩王國是中國屬國。每當老國王去世、新國王繼位,必須得到中國皇帝的冊封才算合法。中國冊封使臣的官船由福州出發,以釣魚島為導航標誌,穿過黑潮到達沖繩。中國冊封使臣的座船過黑潮時要舉行祭海儀式。在中國使臣回國後的"報告"和著作中,對黑潮多有記載。當時中國稱黑潮為"落極"。海洋學家的專著中說,中國人發現黑潮的時間已有數千年。距今約3000年前,周武王伐紂,滅亡了商朝。商朝的遺民"義不食周粟",紛紛向海外逃亡。這一時期大批商朝遺民航海東渡,發現黑潮是可能的。
高溫高鹽的黑潮水,攜帶著巨大的熱量,浩浩蕩蕩,不分晝夜地由南向北流淌,給日本、朝鮮及中國沿海帶來雨水和適宜的氣候。
當然,除了暖流之外還有寒流。寒流由極地海域流向赤道海域。寒流流經的沿海地區比暖流流經的沿海地區氣候要冷得多。比如俄羅斯遠東沿海地區,由於親潮(千島寒流)的影響,與西北歐同緯度的沿海地區大不相同,屬於嚴寒地區。
溫度調節
灣流是世界上最大的暖流。它是由大西洋的北赤道流和南赤道流中越過赤道的部分匯合而成的。它發源於墨西哥灣。那兒匯集了南北赤道流和信風不斷驅入的大西洋熱帶暖水,水位高於附近其他海面,成了大西洋的熱水庫。熱水源源不斷地自這裡流出,供給灣流北上,然後轉向東北,直達北歐沿岸。
北方的冬天,家家都有暖氣管或火爐,否則,寒冷的氣候,使人們生活困難,工作受到影響。可是人工暖氣,既消耗能源,也花費很高;生爐子還很髒。
海洋上的暖流,就是大自然給人類安裝的不花錢的天然暖氣管道。太平洋里的黑潮、東澳大利亞暖流;大西洋的灣流、巴西暖流等,都是這類聞寒送暖的海流。地球的兩極氣候嚴寒,赤道附近又炎熱得很,如果沒有海洋和大氣進行調節,冷熱的差別還要拉大。據科學家研究,海洋暖流在調節全球氣候上起著重要的作用。它們把赤道海域過多的熱量帶走,送到高緯度氣候寒冷的地方,對改變全球冷熱不均的現象,起到了平衡與緩和的作用;調節了地球的氣候,使炎熱的地方變得涼爽些,給寒冷的地方送去一些溫暖。在世界大洋所有的暖流中,灣流起的作用最大。
灣流長約3000多公里,寬約120公里,表層水溫約25℃,流量約為全世界河流總量的120倍。這樣大規模的熱水流,攜帶著巨大的熱量,浩浩蕩蕩輸向高緯度海域,特別是流向西北歐沿岸。在西風帶的吹刮下,連同灣流上方的濕熱空氣,都一起溫暖著西北歐的氣候。據科學家的估計,灣流每年向西北歐輸送的熱量,按每公里海岸平均計算,約相當於燃燒6000萬噸煤炭放出的熱量。位於西北歐的英國、法國、荷蘭、丹麥、瑞士等國,地理位置相當於中國黑龍江的北大荒地區。但是由於灣流的影響,西北歐的冬天氣候卻溫暖如春,竟與中國長江中下游一帶的氣候相似,等於緯度南移了將近20度。而中國的北大荒一帶,氣候卻十分寒冷,每年的10月,就大雪紛飛了。
奇怪的是,灣流經過美國的東南沿岸,但美國得益卻不及西歐多。很明顯,因為灣流在美國的東南方,在西風帶的吹送下,灣流的熱量背離美國而去,因而美國沒有享受到西北歐國家那么多的恩惠。開始,有些美國人不太甘心,想在大西洋上修築一道堤壩,擋住灣流東去的路,迫使它改道,沿美國海岸北上,把天然的海上暖氣管接到自己家門口。後來,由於科學家們的干預,這個烏托邦式的計畫才銷聲匿跡了。
黑潮是世界大洋中第二大暖流。它在太平洋的位置的確很像灣流,也處在大洋環流西部邊界。它源於中國台灣省東南和巴士海峽以東洋面,流經東海,到日本列島以南海域東去。經科學家調查,太平洋雖然面積最大,但黑潮暖流的強度卻次於灣流,它的流量及熱量約為灣流的70%。而且經過長途跋涉,待到達太平洋東岸,熱量損耗太多,已成強駕之末,作用不大了。加之美洲西岸有高山阻擋,即使西風帶有意幫忙,也愛莫能助。
海洋學相關知識(二)
海洋科學是研究海洋的自然現象、性質及其變化規律,以及與開發利用海洋有關的知識體系。下面讓我們來完善與海洋學相關的詞條,以此來更加深入的了解海洋學的相關知識。 |
頭條專題“千年極寒之爭”
2010年10月,世界媒體紛紛報導波蘭學者預測歐洲今年冬季可能出現“千年極寒”的訊息。歐洲氣象專家警告,歐洲可能將面臨“千年一遇”的新低溫,而中國等亞洲地區也難倖免。而中國氣象專家則認為“千年極寒”之說並不可信! | |
千年極寒 | 受 “拉尼娜”現象影響,2010年北半球面臨“千年一遇”新低溫。 |
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